aditivos em dietas iniciais de leitÕes - cbna.com.br · correlação entre produção animal e...
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DESAFIOS GLOBAIS PARA O SECULO 21
Proteção do clima Urbanização Proteção do meio ambiente
Crescimento população Segurança alimentar
Múltiplas dimensões de sustentabilidade
• Segurança da cadeia alimentar:
• Produção e cadeia de suprimentos:
• Mercado:
• Água: Uso do terra:
• Consumidores exigem transparência e informações.
• Produção eficiente para ganhar a confiança dos consumidores.
• Atingir as necessidades do consumidor, hoje e amanhã.
• Água potável é limitado.• Uso do terra:
• Biodiversidade:
• Pegada ecológica:
• Alimento seguro:
• Água potável é limitado.• Terra fértil é limitado.• Produção de alimentos compete
com a biodiversidade.• Produzir alimentos, respeitando o
impacto ecológico.• Demanda crescente para
alimentos saudáveis,de alta proteína.
FERRAMENTAS PARA A SUSTENTABILIDADE E PRODUTIVIDADE NA NUTRIÇÃO ANIMAL:
• AMINOÁCIDOS INDUSTRIAIS• VITAMINAS• ENZIMAS EXÓGENAS• PROBIÓTICOS• PROBIÓTICOS• PREBIÓTICOS• ÁCIDOS ORGÂNICOS• ÓLEOS ESSÊNCIAIS• MINERAIS ORGÂNICOS• PALATABILIZANTES
Impacto ambiental na suplementação de aminoácidos indústriais na alimentação de aves e suínos usando Avaliação do Ciclo da Vida
Study from INRA Rennes (France)
Objetivo do estudo:Avaliar o impacto ambiental da produção de alimentos para aves e suínos (desde a plantação até o alimento).
Life Cycle Assessment (LCA) caracterização por kg de alimentoMudança climática: g CO2- equivalente/kgEutrofização: g PO4- equivalente/kgAcidificação: g SO2-equivalente/kgEcotoxicidade Terrestre: g 1.4 DCB*-equivalente/kgDemanda acumulada de energía: MJ/kgDemanda acumulada de energía: MJ/kgOcupação territorial: m2 ano/kg
Lista de ingredientes:Trigo, milho, cevada, farelo de trigo, aveia, farelo de canola, óleo de canola: FrançaFarelo de soja: BrasilFosfato e calcáreoSalFitaseAminoácidos
Os impactos na produção e entrega de 1 Kg de producto:
ProdutoMudançaclimaticog CO2-eq
Eutrofização
g PO4-eq
Acidificação g
SO2-eq
Ecotoxicidade terrestreg 1.4-DCB-
eq
Demanda cumulativa de energía
MJ
Ocupação
territorialm²�año
Trigo 538 3.8 4.4 1.6 3.7 1.44
Milho 427 4.0 5.2 7.5 3.0 1.42
Cevada 503 4.0 4.0 1.8 3.7 1.58
Fl. Trigo 253 1.6 2.0 1.1 2.5 0.60
Aveja 373 8.6 1.6 1.9 4.0 2.56Aveja 373 8.6 1.6 1.9 4.0 2.56
Fl. Canola 456 3.3 3.8 2.2 4.1 1.01
Fl. Soja 930 5.7 7.1 4.4 12.8 1.64
Óleo de canola
2094 15.9 18.0 10.3 17.5 4.95
Fitase 1900 2.2 4.8 x 26.0 0.15
Fosfato 1202 14.9 30.8 8.7 18.4 0.32
Sal 216 0.2 1.0 1.8 3.9 0.02
CaCO3 436 0.0 0.2 1.4 0.9 0.00
Px Vit Min 436 0.0 0.2 1.4 0.9 0.00
Correlação entre produção animal e meio ambiente
0,53
0,84
1,1
0,57
0,68
0,6
0,8
1
1,2kg/dia/1000kg pv
Estimativa da produção de efluentes Kg por dia para cada 1000 Kg. de peso vivo animal de diferentes espécies.
0,53
0,42
0,57
0,35 0,35
0,48
0
0,2
0,4
0,6
kg/dia/1000kg pv
Nitrog P2O5 K20
Suino Poedeiras Frangos
Referencia: poedeira 1,5kg; frango 1,2kg; suíno 61,2kg
Adaptado: Kentucky Coop. Extension Service (1998)
Os impactos ambientais da produção de aminoácidos indústriais
Impacto ambiental*
Processo de Fermentação
Processo Quimico
Mudança Climática 4 294 2 960
Eutrofização g PO4-eq 7.8 1.4
Acidificação g SO2-eq 13.4 6.8
Ecotoxicidade terrestre g 1.4-DCB-eq
22.6 2.7eq
Demanda acumulativa energia
MJ 119.9 89.3
Ocupação territorial m2 - year 2.27 0.01
*per kg
Bases de calculo da produção de Amino Acidos*
• Processo quimico1: A produção de 1 kg de amino acido requer 0.43 kg de propileno, 0.27 kg de sulfito de hidrogenio (acido sulfurico), 0.39 kg de metanol, 0.21 kg de ácido cianidrico e 7.4 MJ de energia do processo da fábrica, sendo eletricidade (50%) e gás natural (50%).
• Processo de fermentação2: O produto de 1 kg de Amino acidos requer 1 kg de açucar, 0.5 kg de amido de milho e 0.5 kg de amido de trigo, 0.3 kg de ammonia liquida e 36 MJ de energia de processo na planta, sendo eletricidade (50%) e gás natural (50%).
1 A partir da DL-Methionine e Metionina Hidroxi análoga1 A partir da DL-Methionine e Metionina Hidroxi análoga2 A partir da L-Lisina HCl e L-Treonina
* Fonte: FEFANA, 2010
Aminoácidos: essenciais para suínos
Essencial Condicionalmente Essencial
Não Essencial
Lisina Glutamina Alanina
Treonina Arginina Ácido Aspártico
Triptofano Glicina AsparaginaTriptofano Glicina Asparagina
Valina Prolina Ácido Glutâmico
Isoleucina Tirosina Serina
Metionina Cisteína
Leucina
Histidina
Fenilalanina
Seis diferentes simulações para alimentos de suínos
Quatro formulas otimizadas:
Um alimento – sem aminoácidos
Alimentação em fases – sem aminoacidos
Alimentação em fases – baixa proteina – 3 aminoacidos
Alimentação em fase – sem restrição proteica – 3 aminoacidos
Maximizando uso de aminoácido com programa de fases
Minimizando a emição de gases de efeito estufa com o programa de fases
Resultados para suínos:
MudançaClimática
Eutrofização
Acidificação
Eco toxicidad terrestre
Demanda acum. de energía
Ocupaçãoterritorial
g CO2
eq/kgg PO4
eq/kgg SO2
eq/kgg 1.4-DCB
eq/kgMJ/kg m²�yr/kg
1 Alimento – sem Aminoácidos
636 4.6 5.4 3.9 6.4 1.59
2 Alimentos – sem AAs 615 4.5 5.2 3.8 6.0 1.57
2 Alimentso – Baixa PB + AAs
601 4.1 4.7 2.3 5.6 1.45
2 Alimentos – sem restrição PB. limit+AAs
592 4.1 4.6 2.2 5.5 1.48
2 Alimentoss – Max AA 592 4.1 4.6 2.2 5.5 1.48
2 Alimentos – Min. GHG
563 4.1 4.8 3.7 5.3 1.47
Banda de variação 73 0.5 0.8 1.7 1.1 0.14
Máxima diferença 11% 11% 15% 44% 17% 9%
Níveis de triptofano e consumo de ração de leitões desmamados em função do desafio imune
500
600
700
800
900Consumo
21%
0
100
200
300
400
500
15 18 21 24
Baixo desafio
Alto desafio
Relação Triptofano:Lisina
o
de
rAção
Dietas altas em proteína bruta
↑ pH ↑ pH intestinintestin
al al
↑ ↑ Proteína Proteína
Bruta Bruta
Eggum et al., 1985
Proteína bruta, % 25,4 22,5 19,2 15,8
Casos de diarréia, %1 17,0 16,0 11,0 7,0
Eggum et al., 1987
al al Proteína
não digerida favorece a
proliferação de
microorganismos
patogênicos no intestino
Bruta Bruta Proteína bruta, % 26,6 23,1 19,5
Casos de diarréia, %1 14,0 3,0 4,0
Bolduan et al., 1993
Proteína bruta, % 20,2 18,4 16,3
Casos de diarréia, %1 3,2 2,4 0,8
Le Bellego and Noblet, 2002
Proteína bruta, % 22,4 20,4 18,4 16,9
Casos de diarréia, %1 18,1 18,0 4,6 11,0
1 percentual de dias com fezes moles ou líquidas
Exemplo prático (AHL, 2004)
• Ensaio comercial - creche
• 1000 leitões (5.5 ± 0.06 kg)
• Fase 1: 0-7 dias
• Fase 2: 7-14 dias
• Suínos distribuídos em dois tratamentos
• 0,15% L-Lys (Alta PB)
• 0,50% L-Lys (Baixa PB)
• Aminoácidos industriais substituindo 6% farinha de
peixe (L-Lys, L-Thr, DL-Met, L-Trp, L-Val e L-Ile)
Fase 1: CA 0-7 dias (AHL, 2004)
1,111,14
1
1,1
1,2
1,3
1,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1g/g
Alta PB Baixa PB
Fase 2: GPD 7-14 dias (AHL, 2004)
275 272
260
280
300
320
160
180
200
220
240
260
g/d
Alta PB Baixa PB
Melhorando para mais carne...
2.8% aumento no % carne magra (Ball et al. 2008) ↑ “Turnover” protéico ↑ 18.7% Produção de Calor
Mecanismo Geral – o uso de aminoácidos industriais aumenta o conteúdo de grãos (ingredientes energéticos) e reduz o de ingredientes
protéicos na formulação. -> A proteína bruta é reduzida e os aminoácidos são balanceados
diminuindo o
excesso de nitrogênio na ração.
Novas descobertas em nutrição de aminoácidos para
leitões – Aminoácidos Funcionais
O leite materno suíno satisfaz no máximo23%, 66%, 23% e 42% das exigências deglicina, alanina, aspartato + asparagina eglutamato + glutamina (Wu, 2010)glutamato + glutamina (Wu, 2010)
• Enzimas são catalisadores orgânicos, ou compostos quecontém componentes orgânicos e aceleram reaçõesquímicas.
• São derivadas de fungos ou bactérias, sendo compostosprotéicos susceptíveis a uma série de agressores
O QUE SÃO ENZIMAS, E QUAIS SÃO AS MAIS UTILIZADAS PARA NUTRIÇÃO ANIMAL?
protéicos susceptíveis a uma série de agressorescapazes de desnaturar sua estrutura (calor, pH,proteases, etc)
(NAHM, 2007; SORBARA, 2008).
• Fitases, Xilanases, β-glucanases, Amilases,
Celulases, α-galactosidases, Proteases e
Lipases;
O QUE SÃO ENZIMAS, E QUAIS SÃO AS MAIS UTILIZADAS PARA NUTRIÇÃO ANIMAL?
• Substrato de ação, processamento das
rações/ingredientes, idade do animal, interações
com outros componentes das rações, densidade
criatória, qualidade das matérias-primas, entre
outros fatores.
Fatores Anti Nutricionais
Ingrediente Fatores não-nutricionais
Cevada Beta-glucanos, arabinoxilanos y fitatos
Trigo Arabinoxilanos, beta-glucanos y fitatos
Triticale Arabinoxilanos, beta-glucanos, inhibidores de protease y fitatosprotease y fitatos
Sorgo Taninos
Farelo de soya
Inhibidores de protease, lectinas, saponinas, glicinina, conglicinina, oligossacarídeos, pectinas y fitatos
Farelo de canola
Taninos, ácido erúcico, ácidos fenólicos, glucosinolatos, pectinas, oligossacarídeos
Farelo de girassol
Celulose, lignina y taninos
Farelo de algodão
Celulose y gossipol
Enzimas usadas em rações de suínos e aves
Enzimas Substrato Efectos
Xilanase Arabinoxilanos Reducción de la viscosidad de la digesta.
Glucanases ββββ-glucanosReducción de la viscosidad de la digesta. ⇓⇓⇓⇓humedad de cama
Pectinases Pectinas Reducción de la viscosidad de la digesta.
Degradación de celulosa y liberación deCelulases Celulosa
Degradación de celulosa y liberación denutrientes.
Galactosidases Galactosídios Remoción de galactosídios
Fitase Ácido fíticoMejor utilización de fósforo de vegetais.Rompimiento del ácido fítico.
Proteases ProteínasSuplementar enzimas endógenas. Degradarmejor eficientemente la proteína.
Amilases AlmidónSuplementar enzimas endógenas. Degradarmejor eficiente el almidón.
LipasesLípidos y
ácidos grasosMejora la utilización de grasas animalesy vegetales
QUANTIDADE DE P-FÍTICO NAS MATÉRIAS-PRIMAS
Matéria-Prima P-FíticoCevada 0,17%Farelo de Canola 0,72%Farelo de Coco 0,24%Milho 0,21%Gérmen de Milho 0,78%Gérmen de Milho 0,78%Glúten de Milho 0,37%Farelo de Algodão 0,88%Arroz 0,05%Farelo de Arroz 1,24%Sorgo 0,22%Farelo de Soja 0,41%Farelo de Girassol 0,75%Trigo Grão 0,23%Farelo de Trigo 0,72%
MÉDIA DE RESPOSTA PARA FITASE
0.900
0.950
Con
trol
ilea
l am
ino
acid
dig
estib
ility
5
6
Impr
ovem
ent w
ith e
nzym
e ad
ditio
n (%
)
0.700
0.750
0.800
0.850
Cys Thr Gly Asp Ser Ala Val Pro Ile His Tyr Trp Phe Lys Leu Glu Arg Met
Con
trol
ilea
l am
ino
acid
dig
estib
ility
0
1
2
3
4
Impr
ovem
ent w
ith e
nzym
e ad
ditio
n (%
)
Control Phytase improvement (%)
XILANASE E CONTROLE
40
50
60
% impro
vemen
t in IAAD w
ith xylan
ase
Revisão de 19 estudos publicados entre 1998 e 2009 onde oefeito da xilanase sobre a digestibilidade ileal deaminoácidos foi descrito. ~538 observações. (P<0.001;R2=0.66)
-10
0
10
20
30
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Control IAAD
% impro
vemen
t in IAAD w
ith xylan
ase
Generalizando: efeito da xinalase reduz em ~2% para cada 10% de aumento na digestibilidade do controle.Ex. à 90% de digestibilidade do controle: xil +3% e à 80% de digestibilidade: xyl +5%.
Bedford et al., 1998; Danicke et al., 1999; Hew et al., 1998; Im et al., 1999; Ravindran et al., 1999a,b; Zanella et al., 1999; Yin et al., 2001a,b; Hong et al., 2002; Selle et al., 2003; Barrera et al., 2004; Diebold et al., 2004; de
Souza et al., 2007; Nortey et al., 2007; Nitrayova et al., 2007; Rutherfurd et al., 2007; Cowieson & Ravindran, 2008; Woyengo et al., 2008; Cadogan et al. 2009.
Efeito da utilização conjunta de carbohidrases e fitases
Carbohidrases Fitases C+F
Consumo - /+ +++ ?
Ganho de peso ++ +++ ?
Índice conversão ++ + ?
Energia Metabolizavel ++ + ?
Efeitos carbohidrases: “on-top” ou com reformulação
Efeitos fitases: dependentes da deficiencia em P
Digestibilidade carbohidratos
+ + ?
Digestibilidade proteína, AA
+ + ?
Digestibilidade lípidos ++(+) + ?
Disponibilidade de minerais
+ +++ ?
Microflora, mucosa intestinal
++ + ?
Efeitos das NSPase e fitase são bem conhecidos separadamente, mas os efeitos da combinação de ambas não são bem conhecidos
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PN1 El efecto de las fitasas depende de la deficiencia en P, lo que es un gran diferencia con las carbohidrasas que los efectos se mesuran "on top" o con reformulacionCreo que es punto que necessite commentario !Adisseo - Prénom, Nom; 11/02/2008